نویز الکترومغناطیسی (Electromagnetic Interference – EMI) یکی از مهم‌ترین چالش‌های سیستم‌های الکتریکی مدرن است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که میدان‌های الکتریکی یا مغناطیسی ناخواسته بر عملکرد صحیح تجهیزات تأثیر بگذارند. در سیستم‌های برق اضطراری، به‌خصوص جایی که تابلو ATS به‌عنوان قلب مدیریت انتقال توان فعالیت می‌کند، نویز الکترومغناطیسی می تواند موجب عملکرد نادرست، تأخیر در سوئیچینگ، یا حتی خرابی کامل سیستم شود.در این مقاله، به صورت تخصصی به مشکلات نویز الکترومغناطیسی در تابلو ATS، منابع آن در ژنراتور و تابلو برق، اثرات بر ATS، روش‌های کاهش و استانداردهای مرتبط می‌پردازیم.

 

نویز الکترومغناطیسی (EMI) چیست؟

نویز الکترومغناطیسی نوعی تداخل است که توسط میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ناخواسته ایجاد می‌شود. این تداخل می تواند ناشی از منابع طبیعی مانند رعد و برق، یا منابع مصنوعی مانند تجهیزات قدرت، مبدل‌ها و رادیوفرکانس‌ها باشد. EMI به دو شکل عمده ظاهر می‌شود:

  1. هدایت‌شده (Conducted EMI): نویز از طریق کابل‌های برق یا سیگنال منتقل می‌شود.
  2. تابشی (Radiated EMI): نویز به صورت امواج الکترومغناطیسی در هوا منتشر و توسط تجهیزات اطراف دریافت می‌شود.

در محیط‌هایی که ژنراتور و تابلو برق در کنار هم کار می‌کنند، هر دو نوع EMI می توانند وجود داشته باشند.

 

منابع تولید نویز الکترومغناطیسی در ژنراتور و تابلو برق

ژنراتورها و تابلوهای برق صنعتی منابع مهم ایجاد EMI هستند. چند منبع اصلی عبارتند از:

  • سوئیچینگ بارهای سنگین: تغییرات ناگهانی جریان در کنتاکتورها و کلیدها، موج‌های گذرا و نویز ایجاد می‌کند.
  • مبدل‌های فرکانس (VFD): به دلیل استفاده از کلید زنی سریع، تولید هارمونیک‌ها و نویز زیاد دارند.
  • ژنراتور دیزلی: سیستم جرقه‌زنی، سیم‌پیچی و رگولاتور ولتاژ (AVR) منبع قابل‌توجهی از نویز هستند.
  • اتصالات ضعیف و سیم‌کشی نامناسب: باعث افزایش امپدانس مسیر زمین و انتشار نویز هدایت‌شده می‌شوند.

 

لینک های مفید:
ژنراتور

 

تابلو ATS چیست و چگونه کار می‌کند؟

تابلو ATS (Automatic Transfer Switch) دستگاهی است که وظیفه انتقال بار بین شبکه برق اصلی و ژنراتور را به ‌صورت خودکار انجام می ‌دهد. عملکرد صحیح ATS وابسته به مدارهای کنترلی و سنسورهایی است که باید ولتاژ، فرکانس و وضعیت شبکه را به دقت تشخیص دهند. مشکلات نویز الکترومغناطیسی در تابلو ATS می تواند باعث ارسال سیگنال اشتباه به سیستم کنترل شود. مراحل کلی عملکرد ATS عبارتند از:

  1. پایش شبکه اصلی
  2. تشخیص قطع یا افت کیفیت ولتاژ
  3. صدور فرمان استارت ژنراتور
  4. انتقال بار به ژنراتور
  5. بازگشت به شبکه پس از بازیابی شرایط نرمال

 

اثر نویز الکترومغناطیسی بر عملکرد تابلو ATS

نویز الکترومغناطیسی می تواند باعث بروز مشکلات زیر در تابلو ATS شود:

  • عملکرد ناخواسته یا قطع و وصل مکرر: نویز میتواند سیگنال‌ های حسگرها را تحریف کند.
  • تاخیر در سوئیچینگ: فیلترهای ناکافی ممکن است زمان پاسخ ATS را افزایش دهند.
  • ریست یا قفل شدن کنترلر: EMI شدید می تواند پردازنده مرکزی تابلو را از کار بیندازد.
  • خطاهای هشدار کاذب: سیستم کنترل ممکن است قطعی برق را به اشتباه تشخیص دهد.

 

علائم و نشانه‌های تداخل الکترومغناطیسی در تابلو ATS

نشانه‌های رایج EMI در تابلو ATS شامل:

  • روشن یا خاموش شدن تصادفی چراغ‌های هشدار
  • ثبت رویدادهای غیر واقعی در لاگ سیستم
  • ایجاد نویز شنیداری در رله ‌ها یا کنتاکتورها
  • کارکرد غیر منظم فن‌ها و تجهیزات کمکی

این نشانه‌ها معمولاً در زمان بارگذاری یا تغییر حالت بار بیشتر نمایان می‌شوند.

 

روش‌های کاهش نویز الکترومغناطیسی در تابلو برق و ATS

برای مقابله با EMI در تابلو ATS می توان اقدامات زیر را انجام داد:

  1. فیلترهای EMI/RFI: نصب فیلترهای مناسب در ورودی و خروجی تغذیه تابلو.
  2. شیلدینگ و زمین‌کردن: استفاده از کابل‌های شیلددار و سیستم ارت مناسب.
  3. فاصله‌گذاری تجهیزات حساس: جلوگیری از قرار گرفتن مدارهای کنترلی در نزدیکی منابع نویز.
  4. چیدمان صحیح سیم‌کشی: جداسازی کابل‌های قدرت و سیگنال.
  5. استفاده از کانکتورهای صنعتی با قابلیت حذف نویز.

 

موتور دیزل ژنراتور ولوو

 

لینک های مفید:
دیزل ژنراتور

 

استانداردهای EMC و الزامات حفاظتی در طراحی تابلو ATS

برای طراحی تابلو ATS مقاوم در برابر EMI، رعایت استانداردهای EMC (Electromagnetic Compatibility) الزامی است. برخی استانداردهای مهم عبارتند از:

  • IEC 61000: مجموعه استانداردهای سازگاری الکترومغناطیسی
  • IEEE C62: حفاظت در برابر موج‌های گذرا
  • EN 55011: محدودیت انتشار نویز تجهیزات صنعتی

رعایت این استانداردها باعث افزایش قابلیت اطمینان و کاهش خرابی‌های ناشی از نویز می‌شود.

 

نقش سیم‌پیچی و آرایش مدارات در افزایش یا کاهش نویز

سیم‌پیچی‌های ژنراتور و چیدمان مدارات قدرت نقش مهمی در میزان EMI تولیدی دارند. عوامل مؤثر عبارتند از:

  • نوع آرایش سیم‌پیچی: سیم‌پیچی با کوپل مغناطیسی کمتر نویز کمتری ایجاد می‌کند.
  • کیفیت عایق‌بندی: کاهش احتمال نشتی جریان و تخلیه‌های جزئی.
  • طول و مسیر کابل‌ها: طول زیاد و مسیرهای موازی با کابل‌های سیگنال، القای نویز را افزایش می‌دهد.
  • طراحی مدارات قدرت با حداقل مسیرهای لوپ: برای کاهش میدان مغناطیسی ناخواسته.

مشکلات نویز الکترومغناطیسی در تابلو ATS یک چالش جدی در سیستم‌های برق اضطراری است. شناسایی منابع تولید نویز، اجرای اقدامات پیشگیرانه و رعایت استانداردهای EMC می تواند از بسیاری از خرابی‌ها و هزینه‌های اضافی جلوگیری کند. طراحان و تکنسین‌ها باید از همان مرحله طراحی تا بهره‌برداری، EMI را به ‌عنوان یک عامل کلیدی در نظر بگیرند.